凝結水回收系統設計中的問題分析及應對

趙利光(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

系統割裂、設備型號選擇等問題是目前凝結水回收系統設計過程中主要存在的問題，這些問題嚴重地影響了凝結水回收系統的效用，同時也造成了能源浪費。如何優化凝結水回收系統設計，滿足工業生產技術需求，提升凝結水回收系統利用率；在明確凝結水回收系統設計中問題的前提下，如何采取針對性的應對措施，是目前各相關從業人員需要考慮的問題。

1 凝結水回收系統基本內容

凝結水回收作為現階段各工業產業最為常用的一項節能減排措施，能夠有效降低運行成本、提高經濟效益。凝結水回收系統設計會涉及到許多個單元，該系統的運行主要包括三個方面，分別是凝結水收集儲存、處理以及加壓輸送，凝結水回收裝置將用汽設備與蒸汽管道中所產生的蒸汽凝結水進行凝結回收并儲存，凝結水回水經除油除鐵處理后可以直接作為除鹽水補充到鍋爐或鍋爐補水箱中，以此來達到循環利用的效果[1]。

凝結水回收系統在工業生產中的應用，可以減少工業生產過程中凝結水的排放，大大地降低了對環境的污染，同時可以節約除鹽水用量，還能充分回收冷凝水中的低溫熱，實現資源最大限度利用，進而增加經濟收益與社會效益，對我國實施節能減排戰略有著十分重要的意義。

2 現階段凝結水回收系統設計中存在的問題

2.1 過于注重設備配置與功能

部分設計人員過于注重對工藝設備的配置與功能，忽略了整體系統的設計，沒有充分考慮用汽設備工作特點，進而導致凝結水回收系統在實際運行的過程中出現設備與系統不協調問題的發生，影響設備正常運行的同時，也降低了凝結水回收效果。例如，多臺用汽設備服務于一個工藝裝置，壓力要求相對也會有所提升，加上設備具有很多個凝結水疏水點，進而使得每臺用汽設備操作壓力存在較大的差異，壓力過低會影響凝結水進入回收主管。設計人員在設計凝結水回收系統時沒有考慮氣體排放因素，使得工業生產過程中所產生多余的蒸汽無處排放，只能排放到大氣中，導致環境污染與資源浪費嚴重。凝結水回收系統運行過程中若疏水閥出現問題而造成排水不暢，其主要原因在于設計人員沒有顧及到凝結水回收設備的背壓，進而影響用汽設備加熱效果。

2.2 系統工作特性與設備型號不協調

導致凝結水回收效率低的主要原因在于凝結水設備選型與凝結水回收系統不協調，傳統的凝結水設備采用開式回收系統，沒有充分考慮設備運行過程中所產生的溫度問題，致使蒸汽很快的發散的大氣中，造成環境污染的同時，也造成了熱能浪費，使得凝結水無法再次利用[2]。凝結水回收系統設計過程中也會采用動力機械泵對凝結水進行加壓，但該設備作為動力介質對蒸汽壓縮能力較差，無法滿足凝結水回收系統運行要求，進而導致無法輸送凝結水等相關問題的出現，影響運行效率的同時，也使得廠區內部到處冒著熱氣，造成熱污染。閉式回收設備的出現解決了以上問題，并不是所有凝結水回收系統都可以與閉式回收設備相匹配。相關人員雖然采取了應對措施控制閉式凝結水回收罐內部壓力，在一定程度上可能會導致疏水閥出現問題，致使上游用汽設備疏水不連貫，最終影響設備正常運行。

2.3 凝結水輸送壓力不平衡

部分石化與化工企業為了降低運行費用，通常會采用集中式凝結水回收系統，該系統雖然在節約成本與提高管理水平方面具有一定優勢，但在實際應用的過程中也存在一定弊端，工藝裝置會影響用汽設備壓力，在外送凝結水壓力方面也有很大差異性，外送凝結水壓力影響凝結水進入回收主管。因此，該系統實際運行的過程中經常會出現凝結水輸送壓力不平衡問題，進而影響凝結水回收系統運行效率與質量，加上該系統設計人員為了降低成本，強硬規定凝結水回收點出界區壓力必須保持一致，并沒有考慮外送凝結水實際壓力值，使得凝結水回收系統中經常采用揚程較高的凝水泵，致使該系統設計初期成本增加，同時也會降低系統整體運行效率。

2.4 凝結水回收管道設計存在缺陷

凝結水回收管道管徑過小與彎頭過多都會嚴重影響凝結水輸送，凝結水回收管道設計存在缺陷，在某種程度上會影響高溫凝結水在輸送的過程中汽液兩相流的形成，嚴重時造成水擊，進而造成凝結水回收管道、法蘭受到損害，導致凝結水泄漏，損失嚴重。此外，許多工業產業普遍存在凝結水回收利用不合理等問題，實際應用的過程中通常只回收利用水資源，沒有考慮過對熱能的利用；凝結水回收利用方式不合理，一旦凝結水進入污水系統，會降低污水系統處理效果，加劇污水中細菌的滋生，影響污水再利用；進入冷卻水系統，會影響冷熱負荷平衡，不利于凝結水輸送，出現設備高質低用情況，致使投資成本與運行成本增加。

3 針對凝結水回收系統設計問題的具體應對措施

3.1 合理利用凝結水回收系統

大型石化、化工等工業產業應用凝結水回收系統，能夠有效達到節能減排的效果，部分工藝裝置需要配備除鹽水站或蒸汽等，利用凝結水在一定程度上能夠減輕工藝裝置運行負荷，因凝結水存在著大量的熱力能源，借助這一特質，把凝結水在凝結水回收管道中所產生的蒸汽代替部分新鮮蒸汽，降低能耗的同時，也節約了輸送成本[3]。凈水處理過后的凝結水有著較好的水質，此時的凝結水可以替代除鹽水為工藝裝置提供動力，針對已經無法再次利用的凝結水可考慮進行外送。

3.2 確保工藝裝置安全

對凝結水回收系統進行設計時，相關人員也需要制定工藝裝置安全運行應急措施，在一定程度上可以有效避免因凝結水工藝不足影響工藝裝置安全運行問題的發生，針對部分疏水壓力較低的工藝設備，在不影響工藝設備連續運行的前提下，可對凝結水回收罐的壓力進行調整，確保凝結水順利輸送；充分考慮凝結水回收系統中的水力影響因素，以此來確保凝結水回收系統管道設計的合理性，保證每個支路的凝結水順利進入主管道。此外，為提升凝結水回收系統使用壽命與質量，應做好對部分工藝設備的防汽蝕措施，減少因蒸汽腐蝕對該工藝設備的損害，防止凝結水泄漏，進而規避不必要的損害與經濟損失。

3.3 加強對余熱梯級的利用

做好凝結水回收系統后期凈化處理與利用工作，在一定程度上可以減少高溫凝結水因直接回收在輸送過程中汽液兩相流、水擊等問題的出現，將凝結水溫度加以控制，提升凝結水輸送效率[4]。為達到凝結水溫度逐級降低的效果，在凝結水回收系統設計中可以采用多級閃蒸，以此來滿足其他用汽設備的工藝需求，進而避免高質低用現象的出現。多級閃蒸具體采用方式為以下幾點：首先，為提升余熱梯級利用效果，將一級閃蒸罐內高溫凝結水輸送到二級閃蒸罐中，此時的凝結水已經通過特殊工藝實現了降溫，二級閃蒸罐中的凝結水是溫熱狀態，適當增加閃蒸罐壓力，為凝結水下階段輸送的降溫做好鋪墊；其次，已經降溫的凝結水輸送到凝結水罐會與罐內原有的凝結水融合在一起，利用熱回收設備將降溫凝結水輸送到余熱回收單元，同時不要忘記對凝結水泵進行加壓，確保達到余熱梯級利用效果；最后，凝結水的降溫已經達到相關要求，即可進行凈化處理，去除凝結水中多余的雜質。凈化處理完成后應再次檢測凝結水是否達到進入鍋爐或鍋爐補水箱水質標準，為提高水資源循環利用率，可利用其他用水設備進行除鹽。

3.4 科學規劃廠區

為有效提升凝結水回收系統在石化、化工等工業產業中的應用效果，除了需要優化凝結水回收系統設計以外，也要科學規劃廠區，對各工業產業合理的應用凝結水回收系統有著十分重要的作用。把蒸汽系統與凝結水回收系統設計結合在一起，減少工業產業中能源的消耗，為我國實施節能減排戰略貢獻一份力量的同時，也可為各工業產業實現降耗增效的目標提供了良好的條件。在設計凝結水回收系統時，為做好廠區規劃，設計人員需要與熱工、暖通以及水處理各專業人員進行溝通，結合廠區實際運行情況，設計可行性、操作性強的廠區分布圖，進而設計出科學、合理的凝結水回收系統，利用廠區分布圖，確定凝結水管道走向、管徑大小，這樣才能確保凝結水回收系統正常的運行。廠區實際規劃的過程中，相關人員要選擇合適的凝結水回收設備，保證該設備的選型與系統相匹配，在一定程度上能夠有效避免因設備選型不當而導致后期凝結水回收系統需要做出改動，同時與凝結水回收系統相關的其他設備也要合理選型，比如說凝結水處理設備和余熱利用設備，確保凝結水回收系統水平平衡，減少運行成本投入，提升工業產業經濟效益。

3.5 做好凝結水回收系統冷熱負荷平衡

過于傳統的凝結水回收系統設計方式主要采用空冷器或循環水冷卻，使其可以達到對凝結水進行降溫的效果，采用這種方式的主要原因在于大部分石化、化工產業生產過程中所產生的熱負荷較多，冷負荷相對較少，雖然在一定程度上有著較好的降溫優勢，但所產生的熱能會造成大量的浪費，同時也增加了運行費用與冷卻水站的負荷。針對此方面的問題，設計人員對凝結水回收系統進行設計時，應從平衡凝結水回收系統冷熱負荷出發，查找翻閱暖通等專業領域中對此方面的設計，吸取設計經驗，提升凝結水輸送效率。把凝結水作為熱源介質，利用相關工藝來提取凝結水熱能，把設備運行中所產生的低壓蒸汽替換部分新鮮蒸汽，在此基礎上減少對外送蒸汽的消耗，盡可能不采用空冷器或循環冷卻水來對凝結水進行降溫，能夠有效提升熱能利用率的同時，也實現降低工業產業運行成本的目的，進而促進經濟效益的增加。

4 結語

綜上所述，隨著我國節能減排戰略的推行，凝結水回收系統的應用為各工業產業的生產增加經濟效益的同時，也積極響應了國家節能減排號召，減少了資源浪費。通過對統籌規劃廠區系統、保證工藝安全以及平衡凝結水回收系統冷熱負荷等應對措施的運用，降低能耗，提升綜合效益，為促進各工業可持續性發展提供基礎保障。